Анализ низкотемпературной стойкости различных каучуков

Резина — это полимерный материал с высокой эластичностью, износостойкостью и прочностью на разрыв. Однако при низких температурах характеристики резины значительно ухудшаются, например, повышается твёрдость, снижается эластичность и даже появляется хрупкость. В этой статье мы обобщим и проанализируем устойчивость к низким температурам многих распространённых видов резины.

 

1. Натуральный каучук (NR)

• Низкая устойчивость к низким температурам
  Натуральный каучук плохо переносит низкие температуры, что в основном проявляется в повышении твёрдости и снижении эластичности при низких температурах. При температуре ниже -30°C натуральный каучук становится хрупким.

• Температура хрупкости при низких температурах
  Температура хрупкости при низких температурах натурального каучука обычно составляет около -55°C, а повышение температуры хрупкости в основном зависит от добавления пластификаторов, наполнителей и других веществ.

• Области применения
  Из-за низкой устойчивости к низким температурам натуральный каучук в основном используется там, где не требуется высокая устойчивость к низким температурам, например, в шинах, конвейерных лентах, прокладках и подошвах.

2. Бутадиен-стирольный каучук (SBR)

• Устойчивость к низким температурам
  Устойчивость к низким температурам стирольно-бутадиенового каучука аналогична устойчивости натурального каучука или даже ниже. В условиях низких температур твёрдость стирольно-бутадиенового каучука увеличивается, а его эластичность снижается, что приводит к заметному затвердеванию и хрупкости при температуре около -20°C.

• Температура хрупкости при низких температурах
  Температура хрупкости при низких температурах стирольно-бутадиенового каучука обычно составляет около -50 °C, что связано с большим количеством жёстких бензольных колец в его молекулярной структуре. Добавляя пластификаторы и смягчители, можно в некоторой степени улучшить его характеристики при низких температурах, но его всё равно сложно использовать при экстремально низких температурах.

• Области применения
  Стирольно-бутадиеновый каучук обычно используется в автомобильных шинах, резиновых трубках, резиновой обуви и уплотнителях, но его применение в условиях низких температур ограничено.

3. Нитриловый каучук (NBR)

• Нитрильный каучук
  широко используется при производстве маслостойких изделий, таких как сальники и уплотнительные кольца. Однако нитрильный каучук плохо переносит низкие температуры. Чем выше содержание акрилонитрила, тем лучше маслостойкость каучука, но тем хуже он переносит низкие температуры.

• Температура хрупкости при низких температурах
  Температура хрупкости при низких температурах нитрилового каучука составляет от -20 до -40 ℃, и конкретная температура зависит от содержания акрилонитрила. Как правило, при содержании акрилонитрила 18–20 % нитриловый каучук лучше всего выдерживает низкие температуры, а температура хрупкости может достигать примерно -40 ℃.

• Область применения
  Нитриловая резина подходит для изготовления резиновых изделий, к которым предъявляются требования по маслостойкости и износостойкости, таких как сальники, уплотнительные кольца, резиновые прокладки и т. д., но она не подходит для случаев, когда предъявляются высокие требования к работе при низких температурах.

4. Этилен-пропиленовый каучук (EPDM)

• Устойчивость к низким температурам
  EPDM обладает хорошей устойчивостью к низким температурам, поскольку его молекулярная цепь более гибкая, имеет низкую кристалличность и не подвергается заметному затвердеванию и хрупкости при низких температурах.

• Температура хрупкости при низких температурах
  Температура хрупкости при низких температурах для EPDM обычно составляет от -50 до -60 ℃, что позволяет ему сохранять хорошую эластичность и гибкость при низких температурах.

• Области применения
  EPDM широко используются в автомобильных уплотнителях, резиновых прокладках, уплотнителях дверей холодильных камер, наружных кабельных оболочках и других изделиях, требующих эластичности при низких температурах.

5. Бутилкаучук (IIR)

• Устойчивость к низким температурам
  Поскольку молекулярная структура бутилкаучука содержит большое количество насыщенных частей, он обладает отличной воздухонепроницаемостью и устойчивостью к старению. Кроме того, бутилкаучук устойчив к низким температурам и сохраняет определённую гибкость и эластичность при низких температурах.

• Температура хрупкости при низких температурах
  Температура хрупкости при низких температурах бутилкаучука обычно составляет около -60 ℃, и он обладает превосходной эластичностью и гибкостью при низких температурах, что позволяет ему сохранять стабильные характеристики в условиях экстремально низких температур.
• Сферы применения
  бутилкаучука часто используются для производства изделий с высокими требованиями к герметичности, таких как камеры автомобильных шин, диафрагмы, уплотнители для холодильных камер и медицинские заглушки.

6. Неопрен (CR)

• Устойчивость к низким температурам
  Неопрен обладает высокой маслостойкостью, термостойкостью, стойкостью к старению и озоностойкостью. Однако низкотемпературная стойкость неопрена относительно невелика, что в основном проявляется в повышении твердости и снижении эластичности в условиях низких температур окружающей среды.

• Температура хрупкости неопрена при низких температурах
  Температура хрупкости неопрена при низких температурах составляет от -40 до -50 ℃. При низких температурах эластичность неопрена значительно снижается, повышается его твёрдость, и он становится хрупким. Поэтому неопрен не подходит для использования при экстремально низких температурах.

• Область применения
  Неопрен часто используется для изготовления автомобильных шлангов, конвейерных лент, оболочек для проводов и кабелей, уплотнителей, амортизаторов и других изделий, к которым предъявляются высокие требования к эксплуатационным характеристикам.

7. Силиконовая резина (VMQ)

• Устойчивость к низким температурам
  Силиконовый каучук обладает превосходной устойчивостью к высоким и низким температурам. Силиконовый каучук сохраняет отличную эластичность и гибкость при низких температурах, не затвердевает и не становится хрупким. Поэтому он считается одним из каучуков с наилучшей устойчивостью к низким температурам.

• Температура хрупкости при низких температурах
  Температура хрупкости силиконового каучука при низких температурах составляет от -70 до -80 ℃. В этом температурном диапазоне силиконовый каучук сохраняет хорошую эластичность и гибкость, поэтому его характеристики очень стабильны при экстремально низких температурах.

• Области применения
  Силиконовый каучук часто используется для производства изделий, к которым предъявляются высокие требования в отношении устойчивости к высоким и низким температурам, таких как аэрокосмические уплотнения, уплотнения автомобильных двигателей, оболочки проводов и кабелей, уплотнения медицинских приборов и аксессуары для оборудования пищевой промышленности.

8. Фторопласт (FKM)

• Низкая устойчивость к низким температурам
  Фторкаучук обладает превосходной устойчивостью к высоким температурам, воздействию масла и химической коррозии. Однако фторкаучук плохо переносит низкие температуры, легко затвердевает и теряет эластичность при низких температурах.

• Температура хрупкости при низких температурах
  Температура хрупкости при низких температурах для фторкаучука обычно составляет от -20 до -30 ℃. В условиях низких температур характеристики фторкаучука относительно ограничены. Поэтому для областей применения, где требуется высокая термостойкость, но не экстремально низкие температуры, фторкаучук является идеальным выбором.

• Сферы применения
  фторкаучука: он широко используется в химической, автомобильной, аэрокосмической и других отраслях для изготовления уплотнителей, труб и прокладок, устойчивых к высоким температурам и химической коррозии.

9. Полиуретановая резина (PU)

• Устойчивость к низким температурам
  Полиуретановый каучук обладает хорошей износостойкостью, маслостойкостью и высокой механической прочностью. Однако его устойчивость к низким температурам относительно низкая, и он легко затвердевает и теряет эластичность в условиях низких температур окружающей среды.

• Температура хрупкости при низких температурах
  Температура хрупкости при низких температурах полиуретанового каучука обычно составляет от -30 до -50 ℃. Чтобы повысить устойчивость к низким температурам, можно регулировать гибкость, выбирая полиэфирные или полиэфирные группы с разной структурой.

• Области применения
  Полиуретановая резина часто используется для изготовления износостойких и маслостойких изделий, таких как конвейерные ленты, ролики, сальники, прокладки и детали подшипников, работающих в условиях высоких нагрузок, но её применение ограничено при низких температурах.

10. Гидрогенизированный нитрильный каучук (HNBR)

• Низкотемпературные характеристики
  гидрированного нитрильного каучука обеспечиваются за счёт гидрирования нитрильного каучука. Его маслостойкость, износостойкость и термостойкость значительно улучшаются, а также повышается устойчивость к низким температурам.

• Температура хрупкости при низких температурах
  Температура хрупкости при низких температурах у гидрированного нитрильного каучука обычно составляет около -40 ℃, что лучше, чем у негидрированного нитрильного каучука. Поэтому гидрированный нитрильный каучук можно использовать в условиях, требующих маслостойкости и износостойкости при работе при низких температурах.

• Области применения
  гидрированного нитрильного каучука широко используются в таких изделиях, как автомобили, нефте- и газодобывающая промышленность, а также в механических уплотнениях, где требуется маслостойкость, термостойкость, износостойкость и определённая морозостойкость.

Выводы

Существуют очевидные различия в стойкости различных каучуков к низким температурам. Вообще говоря, силиконовый каучук и резина EPDM демонстрируют превосходную эластичность и гибкость при низких температурах и подходят для применения в условиях экстремально низких температур. Однако натуральный каучук, бутадиен-стирольный каучук, нитрильный каучук и т.д. легко затвердевают и становятся хрупкими в условиях низких температур, и область их применения ограничена. Чтобы повысить устойчивость резины к низким температурам, её можно модифицировать путём смешивания, добавления пластификаторов или выбора типов резины с улучшенными характеристиками при низких температурах.

ВСЕГДА С ВАМИ РТИ 100! Производитель РТИ на заказ, по техническому заданию от проектирования до исследований и разработок, от производства до тестирования. Для получения дополнительной информации, пожалуйста, свяжитесь напрямую с компанией РТИ 100. Электронная почта: tdpoligran@mail.ru